В этом эксперименте мы создаем маленькую клавиатуру, на которой можно сыграть несколько нот. Прочтите перед выполнением:

-   Кнопка.

СПИСОК ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

-   1 плата Arduino Uno;

-   1 беспаечная макетная плата;

-   1 пьезопищалка;

-   3 тактовых кнопки;

-   3 резистора номиналом 10 кОм;

-   10 проводов «папа-папа».

ДЕТАЛИ ДЛЯ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ЗАДАНИЯ

-   еще 2 кнопки;

-   еще 2 резистора номиналом 10 кОм;

-   еще 2 провода.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

СХЕМА НА МАКЕТНОЙ ПЛАТЕ

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ

• Ножки тактовой кнопки, расположенные с одной стороны, разомкнуты, когда кнопка не нажата. Ножки, расположенные друг напротив друга на противоположных сторонах макетки находятся на одной «рельсе». Воспользовавшись этим, мы можем расположить резистор с одной стороны макетки, а провод, подключаемый к порту Arduino, с другой стороны.
• В данном эксперименте мы подключаем кнопки по схеме с подтягивающим резистором.
• Для того, чтобы данный вариант программы работал, важно, чтобы кнопки были подключены к портам, находящимся рядом друг с другом, т.е. имеющим соседние номера.

СКЕТЧ

скачать скетч для Arduino IDE

#define BUZZER_PIN 13 // пин с пищалкой (англ. «buzzer»)
#define FIRST_KEY_PIN 7 // первый пин с клавишей (англ. «key»)
#define KEY_COUNT 3 // общее количество клавиш
 
void setup()
{
 pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);
}
 
void loop()
{
 // в цикле бежим по всем номерам кнопок от 0-го по 2-й
 for (int i = 0; i < KEY_COUNT; ++i) {
 // на основе номера кнопки вычисляем номер её пина
 int keyPin = i + FIRST_KEY_PIN;
 
 // считываем значение с кнопки. Возможны всего 2 варианта:
 // * высокий сигнал, 5 вольт, истина — кнопка отпущена
 // * низкий сигнал, земля, ложь — кнопка зажата
 boolean keyUp = digitalRead(keyPin);
 
 // проверяем условие «если не кнопка отпущена». Знак «!»
 // перед булевой переменной означает отрицание, т.е. «не».
 if (!keyUp) {
 // рассчитываем высоту ноты в герцах в зависимости от
 // клавиши, которую рассматриваем на данном этапе цикла.
 // Мы получим значение 3500, 4000 или 4500
 int frequency = 3500 + i * 500;
 
 // Заставляем пищалку пищать с нужной частотой в течение
 // 20 миллисекунд. Если клавиша останется зажатой, пищалка
 // вновь зазвучит при следующем проходе loop, а мы услышим
 // непрерывный звук
 tone(BUZZER_PIN, frequency, 20);
 }
 }
}

ПОЯСНЕНИЯ К КОДУ

• Благодаря тому, что в начале программы мы определили FIRST_KEY_PIN и KEY_COUNT, мы можем подключать произвольное количество кнопок к любым идущим друг за другом цифровым пинам, и для корректировки программы нам не придется менять параметры цикла for. Изменить понадобится лишь эти константы:
  • цикл в любом случае пробегает от 0 до KEY_COUNT;
  • перед считыванием порта мы задаем смещение на номер первого используемого порта —FIRST_KEY_PIN.
• Функция digitalRead(pin) возвращает состояние порта, номер которого передан ей параметром pin. Это может быть состояние HIGH или LOW. Или, выражаясь иначе: высокое напряжение или низкое, 1 или 0, true или false;
• Поскольку мы получаем с порта одно из двух состояний, мы сохраняем его в переменную уже знакомого нам типа boolean, и можем работать с ней как с логическим значением.
• Мы используем логический оператор отрицания «не» !. Если keyUp имеет значение 0, выражение !keyUp будет иметь значение 1 и наоборот.
• Поскольку мы собрали схему с подтягивающим резистором, при нажатии кнопки мы будем получать на соответствующем порте 0.
• Действия, описанные в условном выражении if, выполняются, когда его условие имеет значение «истина» (единица). Поэтому для выполнения действия по нажатию, мы инвертируем сигнал с кнопки.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ СЕБЯ

1. Почему мы не настраивали порты, к которым подключены кнопки, как INPUT, но устройство работает?
2. Каким образом мы избежали написания отдельного когда для чтения каждой кнопки?
3. Почему разные «ноты», издаваемые пищалкой, звучат с разной громкостью?
4. Для чего мы использовали оператор логического отрицания !?

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

1. Сделайте так, чтобы наше пианино звучало в диапазоне от 2 кГц до 5 кГц.
2. Добавьте еще 2 кнопки и измените программу так, чтобы можно было извлечь 5 различных нот.
3. Подключите кнопки по схеме со стягивающим резистором и измените программу так, чтобы она продолжала работать.

​

С оригиналом статьи вы можете ознакомиться на сайте Amperka.ru

ЭКСПЕРИМЕНТ 7 | ОГЛАВЛЕНИЕ | ЭКСПЕРИМЕНТ 9